Комбинированная система пуска двигателя внутреннего сгорания
Владельцы патента RU 2387868:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к области автомобильной электроники, а именно к области электростартерного пуска двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Комбинированная система пуска ДВС содержит аккумуляторную батарею (6), тяговое реле включения стартера (8), стартер (11), вывод элемента контроля работоспособности генераторной установки (4), емкостный накопитель энергии (9), управляемый ключ (10), микроконтроллер (5) со встроенным компаратором напряжения и три переменных резистора (1, 2, 3). Второй вывод емкостного накопителя энергии (9) подключен к минусовому выводу аккумуляторной батареи (6). Аккумуляторная батарея (6) и емкостный накопитель энергии (9) подключаются к стартеру (11) на время пуска через контакты на замыкание тягового реле (8). Плюсовой вывод аккумуляторной батареи (6) подключен к первому выводу первого переменного резистора (1). Первый вывод емкостного накопителя энергии подключен к первому выводу второго переменного резистора (2). Вывод элемента контроля работоспособности генераторной установки (4) подключен к первому выводу третьего переменного резистора (3). Вторые выводы трех переменных резисторов (1, 2, 3) подключены к минусовому выводу аккумуляторной батареи (6). Средние выводы первого (1) и второго (2) переменных резисторов подключены, соответственно, к первому и второму входам компаратора микроконтроллера (5). Средний вывод третьего резистора (3) подключен к цифровому входу микроконтроллера (5). Выход микроконтроллера (5) подключен к входу управления управляемого ключа (10). Силовые контакты управляемого ключа (10) включены между плюсовым выводом аккумуляторной батареи (6) и первым выводом емкостного накопителя энергии (9). Технический результат заключается в увеличении запаса энергии в емкостном накопителе энергии, используемой для пуска ДВС. 1 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области автомобильной электроники, а именно к области электростартерного пуска двигателей внутреннего сгорания.
Уровень техники
Известна система пуска двигателя внутреннего сгорания (ДВС), содержащая стартер, тяговое реле и аккумуляторную батарею в качестве накопителя энергии (Ютт В.Е. Электрооборудование автомобилей. - М.: Горячая линия - Телеком, 2006, 440 с.).
Недостатком такой системы пуска является неспособность аккумуляторной батареи обеспечить пуск ДВС нужным количеством энергии при низких температурах и ее частичном разряде.
Известно устройство электростартерного пуска ДВС, содержащее стартер, тяговое реле, аккумуляторную батарею, емкостный накопитель энергии в виде ленточного конденсатора, две обмотки которого представляют собой две секции обмотки возбуждения стартерного электродвигателя (патент РФ №2045680, МПК F02N 11/08, публикация 1995.10.10).
Недостатком данного устройства является возможность разряда емкостного накопителя энергии на аккумуляторную батарею при условии, что напряжение на емкостном накопителе энергии выше напряжения аккумуляторной батареи. Поскольку количество запасенной энергии в емкостном накопителе характеризуется уровнем напряжения на его выводах, то снижение напряжения на емкостном накопителе энергии приведет и к снижению запасенной энергии в емкостном накопителе энергии. Данный режим возможен при условии, что заряд аккумуляторной батареи и емкостного накопителя энергии осуществляется от генераторной установки.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является система пуска ДВС, содержащая стартер, тяговое реле, аккумуляторную батарею, емкостный накопитель энергии и диод, причем диод включен между положительными выводами аккумуляторной батареи и емкостного накопителя энергии, анодом к положительному выводу аккумуляторной батареи, отрицательные выводы аккумуляторной батареи и емкостного накопителя энергии образуют минусовую шину накопителя энергии, который подключается к стартеру на время пуска ДВС через контакты на замыкание тягового реле (Чижков Ю.П., Малеев Р.А., Коротков В.И., Скучалин Р.А. Расчет системы электростартерного пуска с комбинированным источником тока. Автомобильная промышленность, 2005, №8, с.26-29).
Так как включение диода уменьшает напряжение, приложенное к емкостному накопителю энергии и стартеру на величину падения напряжения на диоде, то, следовательно, ограничивается и энергия аккумуляторной батареи и емкостного накопителя энергии, которая может быть использована для пуска ДВС - это является недостатком данной системы пуска ДВС.
Раскрытие изобретения
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к увеличению энергии аккумуляторной батареи и емкостного накопителя энергии, которая может быть использована для пуска ДВС, а, следовательно, и к повышению надежности пуска ДВС. Для этого необходимо организовать непрерывный контроль напряжений на аккумуляторной батарее и емкостном накопителе энергии и при превышении напряжения на емкостном накопителе энергии по сравнению с аккумуляторной батареей отключать аккумуляторную батарею от емкостного накопителя энергии, т.е. предотвращать разряд емкостного накопителя энергии на аккумуляторную батарею. Это позволит увеличить количество запасенной энергии в емкостном накопителе энергии и аккумуляторной батарее, что и приведет к повышению надежности пуска ДВС.
Технический результат достигается тем, что в систему пуска ДВС, содержащую аккумуляторную батарею, тяговое реле включения стартера, стартер, вывод элемента контроля работоспособности генераторной установки, емкостный накопитель энергии, второй вывод которого подключен к минусовому выводу аккумуляторной батареи, причем аккумуляторная батарея и емкостный накопитель энергии подключаются к стартеру на время пуска через контакты на замыкание тягового реле, согласно изобретению введены управляемый ключ, микроконтроллер со встроенным компаратором напряжения, три переменных резистора, причем плюсовой вывод аккумуляторной батареи подключен к первому выводу первого переменного резистора, первый вывод емкостного накопителя энергии подключен к первому выводу второго переменного резистора, вывод элемента контроля работоспособности генераторной установки подключен к первому выводу третьего переменного резистора, вторые выводы трех переменных резисторов подключены к минусовому выводу аккумуляторной батареи, средние выводы первого и второго переменных резисторов подключены, соответственно, к первому и второму входам компаратора микроконтроллера, средний вывод третьего резистора подключен к цифровому входу микроконтроллера, выход микроконтроллера подключен ко входу управления управляемого ключа, силовые контакты которого включены между плюсовым выводом аккумуляторной батареи и первым выводом емкостного накопителя энергии.
Краткое описание чертежа
На чертеже представлена структурная схема комбинированной системы пуска двигателя внутреннего сгорания.
Осуществление изобретения
Комбинированная система пуска двигателя внутреннего сгорания содержит первый 1, второй 2 и третий 3 переменные резисторы, вывод элемента контроля работоспособности генераторной установки 4, микроконтроллер 5 со встроенным компаратором, аккумуляторную батарею 6, контакты замка зажигания 7, тяговое реле 8, емкостный накопитель энергии 9, управляемый ключ 10, стартер 11. Средние выводы первого 1 и второго 2 переменных резисторов подключены соответственно к первому и второму входам компаратора микроконтроллера 5, средний вывод третьего 3 переменного резистора подключен к цифровому входу микроконтроллера 5, плюсовой вывод аккумуляторной батареи 6 подключен к первому контакту замка зажигания 7, второй контакт которого подключен к первому выводу обмотки тягового реле 8, второй вывод обмотки тягового реле 8 подключен к отрицательному выводу аккумуляторной батареи 6, первые выводы первого 1, второго 2 и третьего 3 переменных резисторов подключены соответственно к плюсовому выводу аккумуляторной батареи 6, первому выводу емкостного накопителя энергии 9 и выводу элемента контроля работоспособности генераторной установки 4, вторые выводы емкостного накопителя энергии 9, первого 1, второго 2 и третьего 3 переменных резисторов подключены к минусовому выводу аккумуляторной батареи 6, между плюсовым выводом аккумуляторной батареи 6 и первым выводом емкостного накопителя энергии 9 включен управляемый ключ 10. Выход микроконтроллера 5 подключен ко входу управления управляемого ключа 10. Аккумуляторная батарея 6 через управляемый ключ 10 совместно с емкостным накопителем энергии 9 подключаются к стартеру 11 через контакты на замыкание тягового реле 8.
Комбинированная система пуска двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.
При включенной генераторной установке (не показана) напряжение с вывода элемента контроля работоспособности генераторной установки 4 подается на третий 3 переменный резистор, со средней точки которого напряжение, близкое к «логической 1», подается на цифровой вход микроконтроллера 5. Микроконтроллер 5 подает управляющий сигнал на замыкание управляемого ключа 10, силовые контакты которого замыкаются, и аккумуляторная батарея 6 вместе с емкостным накопителем энергии 9 заряжаются от генераторной установки (не показана).
При отключении генераторной установки (не показана) напряжение на аккумуляторной батарее 6 снижается на величину падения напряжения на активном сопротивлении аккумуляторной батареи 6, при этом на цифровом входе микроконтроллера 5 появляется «логический 0». Микроконтроллер 5 подает управляющий сигнал на размыкание управляемого ключа 10, силовые контакты которого размыкаются. Таким образом предотвращается разряд емкостного накопителя энергии 9 на аккумуляторную батарею 6.
После замыкания контактов замка зажигания 7 напряжение от аккумуляторной батареи 6 подается на обмотку тягового реле 8, которое замыкает свои контакты и подключает емкостный накопитель энергии 9 к стартеру 11. Далее микроконтроллер 5, с помощью встроенного компаратора, сравнивает уровни напряжений аккумуляторной батареи 6 и емкостного накопителя энергии 9. При условии, что напряжение на аккумуляторной батарее 6 больше напряжения на емкостном накопителе энергии 9, микроконтроллер 5 подает управляющий сигнал на замыкание управляемого ключа 10. Аккумуляторная батарея 6 подключается параллельно с емкостным накопителем энергии 9 к стартеру 11.
Осуществляется запуск ДВС. После размыкания контактов замка зажигания 7 обесточивается обмотка тягового реле 8, его контакты размыкаются, аккумуляторная батарея 6 и емкостный накопитель энергии 9 отключаются от стартера 11.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом имеет преимущество - увеличивается запас энергии емкостного накопителя энергии и аккумуляторной батареи, что приведет к повышению надежности пуска ДВС.
Комбинированная система пуска двигателя внутреннего сгорания, содержащая аккумуляторную батарею, тяговое реле включения стартера, стартер, вывод элемента контроля работоспособности генераторной установки, емкостный накопитель энергии, второй вывод которого подключен к минусовому выводу аккумуляторной батареи, причем аккумуляторная батарея и емкостный накопитель энергии подключаются к стартеру на время пуска через контакты на замыкание тягового реле, отличающаяся тем, что в нее введены управляемый ключ, микроконтроллер со встроенным компаратором напряжения, три переменных резистора, причем плюсовой вывод аккумуляторной батареи подключен к первому выводу первого переменного резистора, первый вывод емкостного накопителя энергии подключен к первому выводу второго переменного резистора, вывод элемента контроля работоспособности генераторной установки подключен к первому выводу третьего переменного резистора, вторые выводы трех переменных резисторов подключены к минусовому выводу аккумуляторной батареи, средние выводы первого и второго переменных резисторов подключены соответственно к первому и второму входам компаратора микроконтроллера, средний вывод третьего резистора подключен к цифровому входу микроконтроллера, выход микроконтроллера подключен ко входу управления управляемого ключа, силовые контакты которого включены между плюсовым выводом аккумуляторной батареи и первым выводом емкостного накопителя энергии.
